巧用MasterCAM编写宏程序

1、经验交流机电工程技术年第38卷第08期巧用MasterCAM编写宏程序郑小倩，陈华健（中山市中等专业学校，广东中山528400）、曲面的时候往往要用到宏程序。现有的仿真软件只能用于后期的程序验证和仿真，造型功能和自动刀具轨迹显示功能，利用MasterCAM；CADCAM；宏程序文献标识码：A文章编号：10099492(2009)080204031前言由于计算机技术的迅速发展，数控编程由手工编程过渡到自动编程。CADCAM软件的不断更新，极大地推动了CADCAM技术的发展，而CADCAM技术的发展又反过来对数控机械加工提出了更高的要求。但手工编程中常用的宏程序具有灵活性、通用性、智能型和加工效率

2、高等特点1下面就这个问题进行分析。首先，来看看利用CADCAM软件进行机械零件加工的基本过程。在拿到二维的零件图纸后，首先进行三维零件造型，然后根据使用的数控机床和刀具输入正确的加工参数就可以生成正确的数控加工程序了3。只要造型和刀具参数正确，就基本上能加工出正确的零件，在电脑屏幕上看到的形状，就是加工出来的产品形状了，正是由于它的这种直观性，更便于制造工程师进行工艺分析，制定出最佳的工艺方案。CADCAM软件的这种特性同样可用来为数控手工编程服务。加工一些造型复杂的零件时，可以利用MasterCAM软件的造型功能把工程图纸变为3D立体图，通过对3D立体图观察，能更加直观地进行工艺分析。例如机

3、械零件中常见的曲面、倒圆角，变截面倒圆角和一些特性曲线等的加工。以椭圆加工为例。数控G代码里并没有椭圆指令。那么如何通过编写椭圆的宏程序，正确的理解宏程序的加工原理和宏程序的基本思路呢？图1为MasterCAM的2D轮廓加工的动态模拟显示图。通过图1可以直观地看出：椭圆的加工轨迹可以用许多小的直线段组成，只要所组成的直线段足够短的话就可以认为加工出来的是一个“纯粹”的椭圆了。因此只要计算出椭圆上相对应的一系列点的坐标值，然后用G01指令连接起来就可以正确加工出椭圆的轨迹。椭圆上的任何一点A可以通过椭圆的参数方程计算：，是自动编程暂时难以替代的。数控编程一般可以分为手工编程和自动编程。手工编程是

4、编程人员通过对加工图纸的分析，确定加工工艺方案，然后通过手工进行数值计算，最终人工写出加工程序，并输入到数控机床进行加工。自动编程就是利用CADCAM软件对二维的零件图纸进行三维造型设计，然后利用CADCAM软件的自动生成加工程序的功能进行计算，生成加工程序传送到数控机床进行零件加工2。手工编程产生的数控程序比较简练，适合加工一些相对比较简单的零件，而自动编程产生的数控程序比较大，适合加工一些比较复杂的曲面等零件。常用的CADCAM软件有MasterCAM、ProEngineer、CAXA制造工程师、Powermill、Cimatron、UG、CATIA等软件。2巧用MasterCAM编写宏程

5、序在实际应用中，经常采用手工编程的形式，来加工一些比较复杂的曲线、曲面，如加工一些螺旋曲线、变截面倒圆角等。而加工比较复杂的曲线、曲面等要编写较复杂的宏程序，所以对数控编程也提出了更高的要求。一般都是利用二维的零件图纸进行工艺分析，技术人员在分析一些具有复杂曲面的零件时，往往难以想象零件的空间三维形状，难以进行工艺分析呢，更谈不上编写加工程序了。收稿日期：20090605xacos!ybsin（1）204机电工程技术年第38卷第08期作为半径，以y轴坐标的值为z轴的高度，z轴为旋转轴，加工这样一系列的圆弧就可以加工出半球。“等距环绕”程序（华中系统）如下：G54G00X50Y0S1000M03

6、G00Z5G01Z0F5001302830图1；球的半径；刀具半径；赋变量初值；计算X坐标；计算z坐标；加工圆弧MasterCAM生成的椭圆轨迹WHILE3LT9041觹COS3觹PI180251觹SIN3觹PI180G01Z5G02I4331ENDW加工效果如图3所示。其中：a为椭圆的长轴；b为椭圆的短轴；为离心角。由椭圆公式（1）可知，大小的选取直接影响到加工结果的误差，只要变量选取合适的值，就可以加工出符合要求的椭圆轨迹。具体程序（华中系统）如下：10430520；赋变量初值；椭圆的长轴；椭圆的短轴；计算X坐标；计算Y坐标；加工直线段图3等距环绕WHILE1LE36024觹COS1觹PI

7、18035觹SIN1觹PI180G01X2111ENDW如果椭圆的长轴和短轴相等的话，那么就是圆了。因此，可以用短小的直线段来拟合任何复杂的曲线和曲面。以加工一个半球为例，通常可以用“等高环绕”、“等距环绕”、“放射式”等方式加工。但是初学者很难想“等距环绕”、“放射式”加工路线的区象“等高环绕”、通过“放射式”加工的路径分析。只要把其中一条圆弧的加工轨迹加工出来，然后通过旋转复制该轨迹就可以加工一个完整的半球。程序如下：Y3G54G00X50Y0S1000M03G00Z5G01Z0F500130283040WHILE；球的半径；刀具半径；赋变量初值；旋转角度赋初值别和关键点的数学计算。Mas

8、terCAM软件自动生成的加工半球的刀具路径如图2、图3、图4所示，可以容易地发现三种不同方式的加工轨迹规律，从而很快得到程序的算法。“等距环绕”中，只要算出半球截面上14圆上的任意一点的坐标，然后以这点的x轴坐标加上刀具的半径值4LT360；循环开始并设；旋转圆弧轨迹；刀具从底部往；计算X坐标，；计算z坐标定循坏条件4LT360G68X0Y0R4WHILE球顶加工3LT9051觹COS3觹PI1802并加上刀具半径补偿61觹SIN3觹PI180图2等高环绕G01X4Z5F1000；移动刀具进行切削；变量增加331205经验交流ENDW441G68X0Y0R4WHILE3GT051觹COS3觹

9、PI180并加上刀具半径补偿机电工程技术年第38卷第08期；旋转角度变量增加；旋转圆弧轨迹；刀具从球顶往底部加工2；计算X坐标，；计算z坐标；变量增加61觹SIN3觹PI180G01X4Z5331ENDW30441ENDWG00Z100M30加工效果如图4所示。；第一个往返轨迹结束；3变量复位；旋转角度变量增加；加工结束；抬刀；程序结束图5倒圆角加工图6变圆角加工3结束语综上所述，在数控手工编程中利用的是MasterCAM软件的造型功能和自动生成加工轨迹的功能。在屏幕上显示零件的外形结构和加工工艺的一些特点，使得观察分析比较方便，本文并不直接利用MasterCAM生成的加工程序，而是利用Mas

10、terCAM“所见即所得”的功能特点，找出一些规律，分析出一些关键点的数据，然后利用所掌握的数控G代码和宏程序的指令编制出短小精悍、高效率的宏程序。参考文献：1陈海舟数控铣削加工宏程序及应用实例M北京：机械工业出版社，2008图4放射式2金晶数控铣床加工工艺与编程操作M北京：机械工业出版社，20083王睿MasterCAM9实用教程M北京：人民邮电出版社，20074周永俊MasterCAM8铣削车削应用指南M北京：清华大学出版社，20025周志强模具数控加工技术M北京：高等教育出版社，同理，在加工倒圆角变圆角时，可以用MasterCAM把相应的特征画出来，然后生成加工轨迹，如图5和图6所示。通

11、过观察、分析轨迹的规律，就很容易写出相应的宏程序了。如此类推，当加工一些比较复杂的零件特征时，就可以利用MasterCAM等CADCAM软件的造型功能来帮助理解、分析，然后写出宏程序。当比较好地掌握宏程序的一些技巧和熟悉一些基本的、常见的零件特征构成规律后，就可以直接编写加工程序了。接下来加工一些综合的零件时就能做到得心应手。（上接第42页）2002第一作者简介：郑小倩，女，1969年生，浙江金华人，硕士，讲师。研究领域：数控技术与模具技术。已发表论文6篇。(编辑：王智圣)!行数据后处理的数据曲线更加真实地反映物理量的变化趋势和特性，更加有利于实验数据的分析。2严普强，黄长艺机械工程测试技术基础M北京：机械工业出版社，19853余德彦，谢清荣，陈耀和基于Delphi的小型实时数据采集与分析系统J计算机自动测量与控制，2001（9）：634小结进行数据后处理的数据曲线更加真实反映物理量的变化趋势和特性，有助于虚拟课题研究者的计算机仿真结果对比研究。数据后处理系统的设计方法具有形象直观、低成本、高效率